天然气行业词汇

吸附的气体分子与固体表面碰撞并损失一定量的动能的现象称为吸附。由于吸附分子（或被吸附物）与固体（或吸附剂）之间相互作用的性质，吸附分为物理吸附和化学吸附两类。物理吸附的特征是：气体分子可以在固体表面的任何位置吸附和冷凝，吸​​附剂和吸附剂之间的力是分子之间的内聚力（或范德华力）或内聚力。该力比较弱，因此吸附分子时释放的热量相对较小。吸附剂的选择基于许多因素，例如吸附物质的极性，沸点，分子直径，吸附剂的孔径和吸附温度。在特殊的气体净化过程中，可以使用固体吸附去除气体中的杂质，数量级为10-6至10-8。化学吸附的特征是大多数分子解离成原子或原子团被吸附在固体表面上。该力的性质是化学键合力，即，电子在吸附分子和吸附剂之间转移或共享以产生化学键。由于化学键合力的范围只有一个原子的距离，因此化学吸附只能是一个原子层，但结合力较大，吸附过程中释放的热量也较大。化学吸附具有化学反应的性质。它对可以吸附的分子类型具有选择性，并且对于可以吸附的分子有多种能量选择，即大于特定能量的分子可以被吸附，并且可以分为两类：变温吸附和压力摆动吸附。变温吸附主要是指低温吸附。该过程可以产生高纯度和超高纯度的气体。变压吸附可产生纯度为991999％的高纯度气体（如高纯度氢）。对不同气体具有选择性吸附能力的多孔材料称为吸附剂。用于气体分离的吸附剂为：硅胶，活性炭，分子筛，氧化铝和对某些组分具有选择性吸附能力的特殊吸附剂。分子筛是一种碱金属硅铝酸盐晶体。它的组形成腔状单位细胞。每个晶胞都有几个小孔（窗口）。高温焙烧后，水分被排出，空泡状的晶胞通过窗口连通，形成许多实心的网格状孔或隧道状的微孔通道，直接从表面通向内部，形成内部表面积大，可以物理吸收大量气体。分子筛的孔径通常在3倍，10-12〜1倍和10-7cm之间。目前，通常使用通过PSA空气分离生产氮气的3A，4A，5A，13X分子筛和碳分子筛。椰子壳活性炭的吸附量较大，但磨耗率较差。硅胶广泛用于去除气体中的水分，也适用于去除氢源中的氮，氧，氩和其他杂质。它具有高吸附能力，不易粉碎。衡量吸附剂的主要指标是：对不同气体杂质的吸附能力，磨损率，松密度，比表面积，压碎强度等。低温吸附的基本原理是利用吸附剂的吸附能力这一特性。不同气体的温度和压力会有所不同。在选择性吸附吸附剂的条件下，混合物中的杂质组分在低温和高压下被吸附。排出未吸附的产物气体，并升高或降低温度或用纯净气体吹扫温度，以解吸这些杂质以再生吸附剂。两个吸附器并联连接以进行交换，以达到连续产生所需产物气的目的。这是变温吸附过程。对于某些气体，可以使用吸附膨胀法从吸附相中获得产物。这种方法是有限的进行小规模生产。吸附剂的交换周期取决于气体成分，压力，温度，流速，吸附剂的吸附容量和填充量。它应该基于技术和经济分析来确定，通常在几个小时到几十个小时之间。吸附剂的选择取决于分离对象。主要分为三类，分别是分子筛，活性炭和硅胶，其次是氧化铝和其他特殊吸附剂。低温吸附的主要优点是净化深度高，通常可以去除10-6至10-8数量级的杂质，适用于大规模生产超纯气体。它广泛应用于空气分离和净化，稀有气体净化，天然气分离和净化，特殊气体制备和各种尾气分离等领域。 PSA的基本原理是利用吸附剂对不同气体的吸附能力随压力变化的特性。在选择性吸附剂的条件下，混合物中的杂质（或产物）基团在压力下被吸附。对这些杂质（或产物）进行减压和解吸，使吸附剂再生，从而达到连续生产所需产物气的目的。由于产品的不同要求，可以在气相或吸附相中获得，这构成了变压吸附的不同工艺步骤。